20 de febrero de 2008

Vientos estelares colisionando muy cerca de nuestro hogar cósmico

Imagen: ESA/ Integral (Leyder et al.)

El observatorio orbital Integral de la Agencia Espacial Europea, ESA, ha realizado el primer descubrimiento inequívoco de rayos X de altas energías provenientes de una rara estrella masiva muy cercana, Eta Carinae. Éste es uno de los lugares más violentos de la galaxia, produciendo vastos vientos de partículas cargadas eléctricamente colisionando a velocidades de miles de kilómetros por segundo.

El único objeto astronómico que emite rayos gamma y que es observable a simple vista, es Eta Carinae, que es monstruosamente grande, tan grande que los astrónomos la llaman hipergigante. Contiene entre 100 y 150 veces la masa del Sol y brilla con más intensidad que cuatro millones de soles juntos. Los astrónomos saben que no es una estrella sola, sino una binaria, con una segunda estrella masiva orbitando a la primera.

Se sospecha, desde hace mucho tiempo, que tales estrellas binarias masivas deberían emitir rayos X de altas energías, pero hasta ahora, se carecía de los instrumentos requeridos para tales observaciones. Recientemente, Integral ha demostrado de forma concluyente que Eta Carinae emite rayos X de altas energías, en buen acuerdo con las predicciones teóricas.

"La intensidad de los rayos X es un poco menor que la esperada, pero dado que ésta es la primera observación concluyente, podemos decir que está bien", dice Jean-Christophe Leyder del Instituto de Astrofísica y Geofísica de la Universidad de Lieja en Bélgica.

Los rayos X de altas energías proceden de una vasta onda de choque, formada y mantenida entre las dos estrellas masivas. La onda de choque se produce cuando colisionan los vientos de las dos estrellas, creando un sistema que los astrónomos conocen como binaria de vientos en colisión. Las estrellas masivas están arrojando constantemente partículas que son "sopladas" al espacio por el efecto de la radiación emitida por la estrella.

La radiación es tan feroz que los vientos de la estrella pueden alcanzar velocidades entre 1500 y 2000 km/s. Con dos estrellas masivas tan cercanas, como son las del sistema Eta Carinae, los vientos colisionan y forman terroríficas ondas de choque donde las temperaturas alcanzan varios miles de millones de grados Kelvin. "Es un entorno muy hostil", dice Leyder.

Las partículas cargadas eléctricamente llamadas electrones quedan atrapadas en el ambiente magnético de las ondas de choque, rebotando de un lado a otro y acelerando a enormes energías. Cuando finalmente estallan saliendo de la onda de choque, colisionan con fotones de bajas frecuencias dándoles más energía, creando la emisión que Integral ha observado.

Comprender esta emisión es importante debido a que los astrónomos piensan que está en el corazón de varios fenómenos del Universo. Los vientos estelares tienen profundas implicaciones en la evolución de las estrellas, la evolución química del Universo y como una fuente de energía en la galaxia.

Las estrellas masivas son raras, por lo que este sistema binario es incluso más raro. "En nuestra galaxia, hay probablemente entre 30 y 50 binarias con vientos en colisión que muestran claras señales de colisión entre sus vientos", dice Leyder. Hace un año el observatorio orbital XMM-Newton de la ESA vio rayos X procedentes de la binaria de vientos en colisión HD 5980, situada en una galaxia vecina. la Nube Menor de Magallanes.

Integral cubre un rango de rayos X de mayor energía que el que cubre el XMM-Newton. Ésta es la razón por la cual fue capaz de detectar los rayos X más energéticos emitidos por Eta Carinae. Basándose en las observaciones, los científicos han aprendido que el sistema Eta Carinae pierde una masa terrestre por día, lo cual es unas 140 veces mayor que la tasa de pérdida en HD 5980.

Tener una rara estrella binaria masiva como es Eta Carinae virtualmente en el umbral de nuestra morada cósmica, a 8.000 años luz, lo bastante cerca para que pueda observársela en detalle, es un golpe de fortuna. Ahora que saben qué tienen que buscar, los astrónomos continuarán buscando otros ejemplos de estrellas con vientos en colisión que emitan rayos X de altas energías en zonas más lejanas.

(jg) (mg)

Más información en:
http://www.esa.int/